水的電離和溶液的酸堿性 第18講 考綱導(dǎo)視 3 0 1mol L 1的NaHCO3溶液 基礎(chǔ)反饋 1 用 酸性 堿性 中性 或 不確定 填空 1 c H 1 10 7mol L 1的溶液 2 0 1mol L 1的NH4Cl溶液 4 相同濃度的HCl和NaOH溶液等體積混合 5 相同濃度的NH3 H2O和HCl溶液等體積混合 6 常溫下 pH 2的HCl和pH 12的NaOH溶液等體積 混合 7 常溫下 pH 2的CH3COOH和pH 12的NaOH溶液 等體積混合 8 常溫下 pH 2的HCl和pH 12的NH3 H2O等體積混 合 答案 1 不確定 2 酸性 3 堿性 4 中性 5 酸性 6 中性 7 酸性 8 堿性 2 用 偏高 偏低 無(wú)影響 或 不確定 填空 1 錐形瓶用待測(cè)溶液潤(rùn)洗 2 錐形瓶洗凈后還留有蒸餾水 3 酸式滴定管滴定前有氣泡 滴定終點(diǎn)時(shí)氣泡消失 仰 4 滴定時(shí)酸式滴定管中部分標(biāo)準(zhǔn)酸液滴出錐形瓶外 5 酸式滴定管滴定前讀數(shù)正確 滴定后仰視讀數(shù) 或前俯后 答案 1 偏高 2 無(wú)影響 3 偏高 4 偏高 5 偏高 答案 不一定 只要在0刻度或0刻度以下某刻度即可 4 滴定終點(diǎn)就是酸堿恰好中和的點(diǎn)嗎 答案 滴定終點(diǎn)是指示劑顏色發(fā)生突變的點(diǎn) 不一定是酸 堿恰好中和的點(diǎn) 3 滴定管盛標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí) 其液面一定要在0刻度嗎 但一定要記錄下滴定開始前液面的讀數(shù) 考點(diǎn)一 水的電離 知識(shí)梳理 1 水的電離 H2O H OH 水是極弱的電解質(zhì) 水的電離方程式 或者H2O H2O H3O OH 水的電離是吸熱過(guò)程 2 水的離子積常數(shù) 1 10 14 溫度 增大 溫度 不變 電解質(zhì) 4 適用范圍 Kw不僅適用于純水 也適用于稀的 水溶液 3 影響水電離平衡的因素 增大 增大 減小 不變 1 升高溫度 水的電離程度 Kw 2 加入酸或堿 水的電離程度 Kw 3 加入可水解的鹽 如FeCl3 Na2CO3 水的電離程度 Kw 增大 不變 4 外界條件對(duì)水的電離平衡的影響 逆向 不變 減小 減小 增大 逆向 不變 減小 增大 減小 減小 增大 增大 不變 正向 正向 不變 增大 減小 增大 正向 增大 增大 增大 增大 逆向 減小 減小 減小 減小 正向 不變 增大 增大 減小 考點(diǎn)集訓(xùn) 例1 2015年全國(guó)名校模擬 室溫下 水的電離達(dá)到平衡 A 將水加熱 平衡正向移動(dòng) KW變小B 向水中加入少量NaOH固體 平衡逆向移動(dòng) c OH 增大C 新制氯水久置后 水的電離平衡正向移動(dòng) c OH 增大D 向水中加入少量CH3COONa固體 平衡正向移動(dòng) KW增大 解析 A項(xiàng) 加熱后KW變大 不正確 C項(xiàng) 新制氯水久置后 水的電離平衡逆向移動(dòng) c OH 減小 不正確 D項(xiàng) 溫度不變 KW不變 不正確 答案 B 方法技巧 升高溫度 加入弱堿陽(yáng)離子或弱酸根陰離子都能促進(jìn)水的電離 降低溫度 加入酸 堿 部分酸式鹽都能抑制水的電離 例2 求算室溫條件下 下列溶液中由H2O電離的c H 和 c OH 歸納總結(jié) 3 常溫下 將pH 3的鹽酸aL分別與下列三種溶液混合 結(jié)果溶液均呈中性 濃度為1 0 10 3mol L 1的氨水bL c OH 1 0 10 3mol L 1的氨水cL c OH 1 0 10 3mol L 1的氫氧化鋇溶液dL 則a b c d之間由大到小的順序是 3 pH 3的鹽酸中c H 10 3mol L 1 與 溶液混合后 由于氯化銨溶液呈酸性 故要使氨水和氯化銨的混合溶液呈中性 則需b a 溶液中 一水合氨是弱堿 氨水中有大量的一水合氨分子 故氨水的濃度大于1 0 10 3mol L 1 要使混 合溶液呈中性 則需c a 溶液中 強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng) H 與OH 的物質(zhì)的量相等 溶液呈中性 則d a 綜上所述 b a d c 考點(diǎn)二 溶液的酸堿性與pH 知識(shí)梳理 一 溶液的酸堿性與pH1 溶液的酸堿性決定于c H 與c OH 的關(guān)系 2 pH 1 表示方法 pH lgc H 2 pH與酸堿性 小 pH表示溶液酸堿性的強(qiáng)弱 pH越 溶液酸性越強(qiáng) 反之 溶液的堿性越強(qiáng) 使用范圍 1 0 10 14mol L 1 c H 1 0mol L 1 即 0 pH 14 二 測(cè)定pH的方法和酸堿中和滴定 1 pH試紙的使用 玻璃片 潔凈玻璃棒 標(biāo)準(zhǔn)比色卡 方法 把小片試紙放在 上 用 蘸取待測(cè)液滴在干燥的pH試紙上 試紙變色后 與 對(duì)比即可確定溶液的pH 注意 pH試紙使用前不能用蒸餾水潤(rùn)濕 否則待測(cè)液因被稀釋可能產(chǎn)生誤差 2 用pH計(jì)測(cè)定 可精確測(cè)量溶液的pH 考點(diǎn)集訓(xùn) A 在25 時(shí) 若溶液呈中性 則pH 7 AG 1B 在25 時(shí) 若溶液呈酸性 則pH 7 AG 0C 在25 時(shí) 若溶液呈堿性 則pH 7 AG 0D 在25 時(shí) 溶液的pH與AG的換算公式為AG 2 7 pH 答案 D 例5 計(jì)算25 時(shí)下列溶液的pH 1 1mLpH 2的H2SO4加水稀釋至100mL pH 2 0 001mol L 1的鹽酸 pH 3 0 01mol L 1的NaOH溶液 pH 4 0 015mol L 1的硫酸與0 01mol L 1的NaOH等體積混 合 混合溶液的pH 答案 1 4 2 3 3 12 4 2 歸納總結(jié)關(guān)于pH的計(jì)算1 計(jì)算原則 1 若溶液為酸性 先求c H 再求pH 2 溶液稀釋時(shí)pH的變化 例6 水的電離平衡曲線如下圖所示 1 若以A點(diǎn)表示25 時(shí)水的電離平衡時(shí)的離子的濃度 當(dāng)溫度升高到100 時(shí) 水的電離平衡狀態(tài)到B點(diǎn) 則此時(shí)水的離子積從 增加到 此時(shí)溶液顯 性 2 將pH 8的Ba OH 2溶液與pH 5的稀鹽酸混合 并保持100 的恒溫 欲使混合液的pH 7 則Ba OH 2與鹽酸的體積比為 例7 常溫下 下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是 答案 C 歸納總結(jié) 考點(diǎn)三 酸堿中和滴定 知識(shí)梳理 1 實(shí)驗(yàn)原理 利用酸堿中和反應(yīng) 用已知濃度的酸 或堿 來(lái)測(cè)定未知濃度堿 或酸 例如 以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定待測(cè)的NaOH溶液 待測(cè)的 NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為c NaOH c HCl V HCl V NaOH 2 實(shí)驗(yàn)用品 1 試劑 0 1mol L 1HCl溶液 NaOH溶液 未知濃度 酚 酞試液 蒸餾水 2 儀器 酸式滴定管 A 堿式滴定管 B 滴定管夾 錐 形瓶 洗瓶 鐵架臺(tái) 燒杯等 3 實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程 1 滴定準(zhǔn)備 趕氣泡 滴定管的準(zhǔn)備 檢漏 洗滌 潤(rùn)洗 加酸液 調(diào)液面 記錄 錐形瓶的準(zhǔn)備 加堿液 記讀數(shù) 加指示劑 2 滴定 左 右 溶液顏色 手控制滴定管活塞 手不斷搖動(dòng)錐形瓶 眼睛注視錐形瓶中 的變化 3 終點(diǎn)的判斷 滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液 指示劑變色 且 不恢復(fù) 原來(lái)的顏色 視為滴定終點(diǎn)并記錄標(biāo)準(zhǔn)液的體積 半分鐘內(nèi) 4 讀數(shù) 讀取滴定管內(nèi)液體體積時(shí) 應(yīng)使滴定管與水平的實(shí)驗(yàn)臺(tái)面保持垂直 并使視線與滴定管內(nèi)液體的 最低處水平相 切 凹液面 5 數(shù)據(jù)記錄 按上述操作重復(fù)2 3次 求出所用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸體積的平均 值 根據(jù)c NaOH c HCl V HCl V NaOH 計(jì)算 易錯(cuò)警示 酸堿中和滴定的關(guān)鍵 1 準(zhǔn)確測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)液的體積 2 準(zhǔn)確判斷滴定終點(diǎn) 終點(diǎn)判斷 滴入最后一滴 溶液變色后 半分鐘內(nèi)不復(fù)原 4 常用酸堿指示劑及變色范圍 5 酸堿中和滴定的誤差分析 1 原理 依據(jù)原理c 待測(cè) c 標(biāo)準(zhǔn) V 標(biāo)準(zhǔn) c 標(biāo)準(zhǔn) 與V 待測(cè) 已確V 待測(cè) 定 因此只要分析出由不正確操作引起V 標(biāo)準(zhǔn) 的變化 即可分析出結(jié)果 2 常見(jiàn)誤差 以標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定未知濃度的堿 酚酞作指示劑 為例 常 見(jiàn)的因操作不正確而引起的誤差如下 續(xù)表 考點(diǎn)集訓(xùn) 例8 某學(xué)生用已知物質(zhì)的量濃度的鹽酸來(lái)測(cè)定未知物質(zhì)的量濃度的氫氧化鈉溶液時(shí) 選擇酚酞作指示劑 請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻?1 下列操作中可能使所測(cè)氫氧化鈉溶液的濃度數(shù)值偏低 的是 填序號(hào) A 酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液潤(rùn)洗就直接注入標(biāo)準(zhǔn)鹽 酸溶液 B 滴定前盛放氫氧化鈉溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒(méi) 有干燥 C 酸式滴定管在滴定前有氣泡 滴定后氣泡消失D 讀取鹽酸體積時(shí) 滴定結(jié)束時(shí)俯視讀數(shù) 2 若滴定開始和結(jié)束時(shí) 酸式滴定管中的液面如下圖所 示 則起始讀數(shù)為 mL 終點(diǎn)讀數(shù)為 mL 3 某學(xué)生根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)分別記錄有關(guān)數(shù)據(jù)如下 請(qǐng)選用其中合理的數(shù)據(jù)列式計(jì)算該氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的 量濃度 c NaOH 保留四位有效數(shù)字 4 上述這種用已知濃度的酸 或堿 來(lái)測(cè)定未知濃度的堿 或酸 的方法叫做 反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是 離子方程式 方法技巧圖解量器的讀數(shù)方法 1 平視讀數(shù) 如圖 實(shí)驗(yàn)室中用量筒 移液管或滴定管量取一定體積的液體 讀取液體體積時(shí) 視線應(yīng)與凹液面最低點(diǎn)保持水平 視線與刻度的交點(diǎn)即為讀數(shù) 即凹液面定視線 視線定讀數(shù) 2 俯視讀數(shù) 如圖 讀數(shù)高于正確的刻度線位置 使讀 數(shù)偏大 3 仰視讀數(shù) 如圖 讀數(shù)時(shí) 由于視線向上傾斜 尋找 切點(diǎn)的位置在液面的下側(cè) 滴定管讀數(shù)偏大 至于俯視和仰視的誤差 還要結(jié)合具體儀器進(jìn)行分析 因?yàn)榱客部潭葟南碌缴显龃?而滴定管刻度從下到上減小 并且滴定管中液體的體積是兩次體積讀數(shù)之差 在分析時(shí)還要看滴定前讀數(shù)是否正確 然后才能判斷實(shí)際量取的液體體積偏大還是偏小 例9 為準(zhǔn)確測(cè)定氫氧化鋇晶體中Ba OH 2 8H2O 相對(duì)分子質(zhì)量為315 的含量進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn) 1 配制250mL約0 1mol L 1 Ba OH 2溶液 準(zhǔn)確稱取w 克試樣置于燒杯中 加適量蒸餾水 將溶液轉(zhuǎn)入 中 洗滌 定容 搖勻 例10 目前通常采用滴定法測(cè)定食品中殘留二氧化硫的含量 具體實(shí)驗(yàn)方法主要是 樣品經(jīng)處理后 加入氫氧化鉀使殘留的二氧化硫以亞硫酸鹽的形式固定 再加入硫酸使二氧化硫游離 用碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定二氧化硫 在滴定時(shí)用 填名稱 作指示劑 滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是 解析 SO2 I2 2H2O 2HI H2SO4 當(dāng)最后一滴碘水稍過(guò) 量 I2遇淀粉變藍(lán) 所以應(yīng)選用淀粉溶液作指示劑 答案 淀粉溶液溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色 且半分鐘內(nèi)不褪色 解題模型 滴定終點(diǎn)的判斷答題模板 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏?標(biāo)準(zhǔn)溶液后 溶液變成 色 且半 分鐘內(nèi)不恢復(fù)原來(lái)的顏色 解答此類題目注意三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn) 1 最后一滴 必須說(shuō)明是滴入 最后一滴 溶液 2 顏色變化 必須說(shuō)明滴入 最后一滴 溶液后溶液 顏 色的變化 3 半分鐘 必須說(shuō)明溶液顏色變化后 半分鐘內(nèi)不再恢復(fù) 原來(lái)的顏色 實(shí)驗(yàn)探究 滴定法的拓展應(yīng)用 在中學(xué)階段 常見(jiàn)的滴定法除了中和滴定外 還有氧化還原滴定和沉淀滴定 1 氧化還原滴定 1 原理 以氧化劑或還原劑為滴定劑 直接滴定具有還原性或氧化性的物質(zhì) 或間接滴定本身并沒(méi)有還原性或氧化性 但能與某些還原劑或氧化劑反應(yīng)的物質(zhì) 2 試劑 常見(jiàn)的用于滴定的氧化劑有KMnO4 K2Cr2O7等 還原劑有亞鐵鹽 草酸 維生素C等 3 指示劑 氧化還原滴定法的指示劑有三類 a 氧化還原指示劑 b 專用指示劑 如在碘量法滴定中 可溶性淀粉溶液遇碘標(biāo)準(zhǔn)溶液變藍(lán) c 自身指示劑 如高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸時(shí) 滴定終點(diǎn)為溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色 2 沉淀滴定法 典例1 2015年河北邯鄲模擬 已知某溫度下CH3COOH的電離常數(shù)K 1 6 10 5 該溫度下 向20mL0 01mol L 1CH3COOH溶液中逐滴加入0 01mol L 1KOH溶液 其pH變化曲線如下圖所示 忽略溫度變化 請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題 1 a點(diǎn)溶液中c H 為 pH約為 2 a b c d四點(diǎn)中水的電離程度最大的是 滴定過(guò)程中宜選用 作指示劑 滴定終點(diǎn)在 填 c點(diǎn)以上 或 c點(diǎn)以下 3 若向20mL稀氨水中逐滴加入等濃度的鹽酸 則下列變化趨勢(shì)正確的是 填序號(hào) A B C D 答案 1 4 10 4mol L 1 3 4 2 c點(diǎn) 酚酞 c點(diǎn)以上 3 B 歸納總結(jié) 指示劑選擇的基本原則 指示劑變色要靈敏 變色范圍要小 變色范圍盡量與滴定 終點(diǎn)溶液的酸堿性一致 1 不能用石蕊作指示劑 其變色現(xiàn)象不靈敏 2 滴定終點(diǎn)溶液為堿性時(shí) 用酚酞作指示劑 例如用NaOH 溶液滴定醋酸 3 滴定終點(diǎn)溶液為酸性時(shí) 用甲基橙作指示劑 例如用鹽 酸滴定氨水 4 強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿一般用甲基橙 但用酚酞也可以 5 并不是所有的滴定都須使用指示劑 如用標(biāo)準(zhǔn)的Na2SO3溶液滴定KMnO4溶液時(shí) KMnO4顏色褪去時(shí)即為滴定終點(diǎn) 0 01000mol L 1 應(yīng)用1 工廠倉(cāng)庫(kù)存放的Na2SO3藥品已部分被空氣氧化 該化學(xué)小組想用已知濃度的酸性KMnO4溶液來(lái)確定其含量 具體步驟如下 步驟 稱取樣品1 000g 步驟 將樣品溶解后 完全轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中 定容 充分搖勻 步驟 移取25 00mL樣品溶液于250mL錐形瓶中 用 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn) 按上述操作方法再重復(fù)2次 1 寫出步驟 所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 2 在配制0 01000mol L 1KMnO4溶液時(shí)若仰視定容 則最終測(cè)得藥品中Na2SO3的含量 填 偏大 偏小 或 無(wú)影響 3 某同學(xué)設(shè)計(jì)用下列儀器進(jìn)行滴定實(shí)驗(yàn) 夾持部分略去 最合理的組合是 填字母 A B C D E 4 滴定結(jié)果如下表所示 則該藥品中Na2SO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1 步驟 中必須使用的玻璃儀器有燒杯 玻璃棒 和 解析 硫代硫酸鈉在酸性條件下可自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成單質(zhì)硫和二氧化硫氣體 可根據(jù)溶液是否變渾濁驗(yàn)證硫代硫酸鈉 反應(yīng)后加入氯化鋇 如有沉淀 可說(shuō)明存在硫酸鈉 1 要配制100mL溶液 則需要燒杯 玻璃棒 100mL 容量瓶和膠頭滴管 答案 應(yīng)用2 莫爾法是一種沉淀滴定法 以K2CrO4為指示劑 用標(biāo)準(zhǔn)硝酸銀溶液滴定待測(cè)液 進(jìn)行測(cè)定溶液中Cl 的濃度 已知 1 滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是 2 若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液 可選為滴定指示劑的是 填字母序號(hào) A NaCl B BaBr2C Na2CrO4 剛好達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí) 發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為